Ослабление сферических ударных волн в гетерогенных средах
Автор: Клиначева Наталия Леонидовна, Ковалев Юрий Михайлович
Рубрика: Математическое моделирование
Статья в выпуске: 4 т.10, 2017 года.
Бесплатный доступ
В данной работе приводится анализ численного исследования взаимодействия сферических ударных волн (УВ) с механическими и тепловыми неоднородностями, расположенными на плоской поверхности. Результаты расчетов показали, что наличие на плоской поверхности гетерогенного слоя приводит к ослаблению падающей УВ внутри этого слоя в зависимости от объемной доли конденсированной фазы. Достаточно большая объемная доля твердой фазы в гетерогенном слое приводит к деформации головного фронта УВ и сильное ее торможение, в результате чего отражения от стенки практически не происходит и ножка Маха не образуется, однако при a2>=5*10-2 - она образуется над поверхностью гетерогенного слоя. Увеличение температуры газа в слое приводит к возрастанию скорости (УВ), в то время как амплитуда ее снижается. Приведенные в работе расчеты показали, что увеличение температуры газа в слое способствует увеличению момента силы, действующей на решетку из твердых частиц. При высоких температурах газа в гетерогенном слое, несмотря на силовое и тепловое взаимодействие газа и частиц, происходит образование предвестника.
Математическое моделирование, уравнения эйлера, газовзвесь, ударные волны, число куранта
Короткий адрес: https://sciup.org/147159456
IDR: 147159456 | УДК: 532.529:518.5 | DOI: 10.14529/mmp170404
The attenuation of spherical shock waves in heterogeneous media
This article represents the analysis of the numerical investigation of the interaction of spherical shock waves (SW) with mechanical and thermal inhomogeneities located on a flat surface. The results of the calculations showed that the presence of the mechanical and termal heterogeneity on a flat surface of the heterogeneous layer leads to attenuation of the incident UV within this layer, depending on the volume fraction of the condensed phase. A sufficiently large volume fraction of the solid phase in the heterogeneous layer leads to the deformation of the head front to the SW and strong braking, with the result that reflections from the wall hardly occurs and the leg of the Mach is not formed, however, when a2>=5*10-2 - it is formed over the surface of the heterogeneous layer. With the increase of the gas temperature in the heterogeneous layer the velocity (SW) increases while the intensity of its amplitude falls. The calculations given in this particular work showed that the increasing of the gas temperature in the layer promotes the increasing of the moment force acting on the lattice of solid substances. At high temperatures of the gas in the heterogeneous layer, despite power and heat interaction of gas and substances the precursor is formed.
Список литературы Ослабление сферических ударных волн в гетерогенных средах
- Ивандаев, А.И. Влияние экранирующих слоев газовзвеси на отражение ударных волн/А.И. Ивандаев, А.Г. Кутушев//Прикладная механика и техническая физика. -1985. -№ 21. -С. 115-120.
- Кругликов, Б.С. Ослабление воздушных ударных волн слоями запыленного газа и решетками/Б.С. Кругликов, А.Г. Кутушев//Прикладная механика и техническая физика. -1988. -№ 1. -С. 51-57.
- Кругликов, Б.С. Ослабление ударных волн экранирующими решетками/Б.С. Кругликов, А.Г. Кутушев//Физика горения и взрыва. -1988. -№ 1. -С. 115-117.
- Газовая динамика многофазных сред. Ударные и детонационные волны в газовзвесях/А.И. Ивандаев, А.Г. Кутушев, Р.И. Нигматулин//Итоги науки и техники. Серия: Механика жидкости и газа; Всероссийский институт научной и технической информации. -1981. -Т. 16. -С. 209-287.
- Кутушев, А.Г. Ослабление воздушных ударных волн слоями запыленного газа и решетками/А.Г. Кутушев, Д.А. Рудаков//Прикладная механика и техническая физика. -1993. -№ 25. -С. 25-31.
- Ковалев, Ю.М. Ослабление воздушных ударных волн системой решеток/Ю.М. Ковалев, А.Ю. Черемохов//Вопросы атомной науки и техники. Серия: Математическое моделирование физических процессов. -1997. -№ 3. -С. 39-43.
- Беляев, П.Е. Влияние экранирующего слоя газовзвеси на силовое воздействие ударной волны на жесткую стенку/П.Е. Беляев, Н.Л. Клиначева//Вестник ЮУрГУ. Серия: Математика. Механика. Физика. -2016. -Т. 8, № 4. -С. 49-55.
- Клиначева, Н.Л. Модифицированная математическая модель замороженной газовзвеси/Н.Л. Клиначева, Ю.М. Ковалев, В.Ф. Куропатенко//Инженерно-физический журнал. -2014. -Т. 87, № 6. -С. 1398-1403.
- Ковалев, Ю.М. Математический анализ уравнений сохранения двухфазных смесей/Ю.М. Ковалев, Е.А. Ковалева//Вестник ЮУрГУ. Серия: Математическое моделирование и программирование. -2014. -Т. 7, № 2. -С. 29-37.
- Андрущенко, В.А. Отражение сферической ударной волны от плоскости при наличии на ней слоя нагретого газа/В.А. Андрущенко, М.В. Мещеряков, Л.А. Чудов//Механика жидкости и газа. -1989. -№ 24. -С. 141-147.
- Андрущенко, В.А. Взаимодействие сферических ударных волн с приповерхностными тепловыми газовыми неоднородностями/В.А. Андрущенко, М.В. Мещеряков//Физика горения и взрыва. -1990. -№ 3. -С. 77-82.
- Антонов, В.А. Моделирование взрыва шнурового заряда в пологе леса при отсутствии пожара/В.А. Антонов, А.М. Гришин, Ю.М. Ковалев, Л.Ю. Наймушина//Физика горения и взрыва. -1993. -№ 4. -С. 115-123.
- Белоцерковский, О.М. Метод крупных частиц в газовой динамике/О.М. Белоцерковский, Ю.М. Давыдов. -М.: Наука, 1982.
- Белоцерковский, О.М. Нестационарный метод крупных частиц для газодинамических расчетов/О.М. Белоцерковский, Ю.М. Давыдов//Прикладная механика и техническая физика. -1971. -№ 21. -С. 182-207.
- Гришин, Ю.А. Повышение устойчивости вычислительного алгоритма метода крупных частиц/Ю.А. Гришин, В.А. Зенкин//Наука и образование. -2011. -№ 9. -5 с. -URL: http://old.technomag.edu.ru/doc/221488.html
- Ковалев, Ю.М. Анализ некоторых модификаций метода крупных частиц на примере исследования течений газовзвесей/Ю.М. Ковалев, Е.А. Ковалева, Е.Е. Пигасов//Вестник ЮУрГУ. Серия: Математика. Механика. Физика. -2015. -Т. 7, № 3. -С. 71-77.
